山東海化集團(tuán)自備熱電廠現(xiàn)有5臺(tái)130t/h煤粉爐。由于煤的來(lái)源比較復(fù)雜，部分煤的硫分、灰分比較高，因此排放煙氣中S02和煙塵濃度都比較高。鍋爐原配備的是文丘里水膜除塵器系統(tǒng)，這種除塵器除塵效率較低，一般在90%～95%之間，耗水量大，容易出現(xiàn)煙氣機(jī)械帶水、風(fēng)機(jī)積灰振動(dòng)等現(xiàn)象。由于海化集團(tuán)自備熱電廠建在海邊，燃燒高硫煤影響該地區(qū)旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因此，廠方要求對(duì)原除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造。盡可能解決好除塵和脫硫2方面的問(wèn)題，是我們的目標(biāo)。
1、原除塵系統(tǒng)情況分析
    從除塵系統(tǒng)運(yùn)行情況來(lái)看，造成該系統(tǒng)不能正常運(yùn)行的原因是多方面的。我們主要從原系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和管理3方面來(lái)探討。
1.1設(shè)計(jì)不合理
(1)文丘里漸擴(kuò)段存在積灰問(wèn)題。煙氣經(jīng)過(guò)喉口高速流動(dòng)與液滴混合后進(jìn)入漸擴(kuò)段，流速減小，動(dòng)壓轉(zhuǎn)化為靜壓。在漸擴(kuò)段壁面由于存在溫差，產(chǎn)生煙氣靜止現(xiàn)象，煙塵容易發(fā)生沉降，原系統(tǒng)底部沒(méi)有沖洗水，從而造成漸擴(kuò)段底部有大量積灰，嚴(yán)重時(shí)厚度達(dá)30～50cm，致使?jié)u擴(kuò)段管徑變小，壓降增大，影響風(fēng)機(jī)的正常工作負(fù)荷，造成鍋爐引力不夠。
      三門峽富通新能源銷售的生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，如下所示：     (2)水膜除塵器的干段長(zhǎng)度不夠。水膜除塵器分濕段和干段2部分；濕段的長(zhǎng)度關(guān)系著煙氣與洗滌液之間接觸界面的大小、接觸時(shí)間的長(zhǎng)短以及水膜除塵器的除塵效率。干段主要是去除煙氣中夾帶的機(jī)械水。原水膜除塵器于段只有2m左右，除霧板過(guò)于靠近煙氣出口，造成二次機(jī)械帶水，使得煙氣中夾帶的機(jī)械水去除不徹底，在風(fēng)機(jī)葉片背面出現(xiàn)積灰現(xiàn)象，引起風(fēng)機(jī)異常振動(dòng)，縮短了風(fēng)機(jī)的壽命。同時(shí)，由于煙氣含濕量大，隨著煙溫降低，煙氣容易結(jié)露，從而使煙氣中的顆粒物發(fā)生凝并現(xiàn)象，隨煙氣擴(kuò)散產(chǎn)生的“灰雨”影響了廠區(qū)環(huán)境和職工的健康。
    (3)排煙段積灰嚴(yán)重。煙氣經(jīng)過(guò)引風(fēng)機(jī)后，進(jìn)入排煙段。5號(hào)爐與煙囪的距離為50m，排煙段過(guò)長(zhǎng)是設(shè)計(jì)的一個(gè)重大失誤。運(yùn)行結(jié)果表明：排煙段積灰嚴(yán)重，有時(shí)厚達(dá)70～80cm，經(jīng)常需要工人清掃，既增加勞動(dòng)負(fù)荷，又影響正常的生產(chǎn)。由于煙道過(guò)長(zhǎng)，保溫措施稍有不當(dāng)，就會(huì)造成溫度下降過(guò)大，引起煙氣結(jié)露，加重了積灰，從而影響煙氣的抬升高度。
1.2施工安裝中的問(wèn)題
    (1)保溫措施不力。煙氣進(jìn)口煙道和文丘里除塵器是用花崗巖材料砌成的，花崗巖之間用膠泥填充。煙氣進(jìn)口溫度為170～180C。原系統(tǒng)在進(jìn)口段并沒(méi)有作保溫處理，內(nèi)外溫差過(guò)大、散熱過(guò)快使花崗巖之間出現(xiàn)裂縫，漏風(fēng)嚴(yán)重。人為增加風(fēng)量，則降低了煙氣溫度，導(dǎo)致負(fù)壓降低而影響到風(fēng)機(jī)的引風(fēng)能力。
    (2)測(cè)試點(diǎn)不全。原系統(tǒng)除在出口留有測(cè)孔外，其他部位沒(méi)有預(yù)留測(cè)試點(diǎn)，這給系統(tǒng)調(diào)試帶來(lái)很大困難。系統(tǒng)的除塵效率、阻力、煙溫、風(fēng)壓等不能方便測(cè)定，導(dǎo)致管理上的盲目性。
    (3)防腐力度不夠。海化集團(tuán)熱電廠處在鹽堿地上，空氣含鹽量高，雨水或露水附著在鋼材表面，對(duì)鋼材的腐蝕特別嚴(yán)重。同時(shí)，除塵用洗滌液是海水，水膜段的鋼管和噴頭腐蝕嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。因此，施工時(shí)必須作嚴(yán)格的防腐處理，以杜絕后患。
1.3運(yùn)行管理不善
    (1)監(jiān)測(cè)儀表失靈。因原系統(tǒng)的流量表和壓力表全部失靈，平時(shí)操作全依賴工人的經(jīng)驗(yàn)，一旦發(fā)生管道堵塞或其他意外情況，操作管理人員一時(shí)察覺(jué)不出，將嚴(yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。監(jiān)控手段健全是系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要保證，因此，對(duì)儀器要做好保養(yǎng)和更換工作。
    (2)積灰處理不及時(shí)。除霧板積灰是濕式除塵器普遍存在的問(wèn)題，積灰清理不及時(shí)，直接影響風(fēng)壓和引風(fēng)機(jī)負(fù)荷。另外，煙道內(nèi)的積灰必須及時(shí)清理，否則將影響系統(tǒng)的阻力。廠區(qū)內(nèi)的“灰雨”與排煙道積灰再次揚(yáng)起隨煙氣排出有直接的關(guān)系。
    總之，由于上述諸多原因，必須對(duì)原除塵系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。
2、除塵器技術(shù)改造方案的確定
2.1目標(biāo)及要求
    考慮到目前國(guó)家的環(huán)保要求以及改造工程的具體情況，我們提出海化集團(tuán)自備熱電廠煙氣除塵脫硫改造工程的主要目標(biāo)是：
    (1)所有鍋爐煙氣除塵效率提高到97%以上，煙塵濃度符合國(guó)家相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)。
    (2)在系統(tǒng)通過(guò)調(diào)試達(dá)到正常運(yùn)行條件、脫硫系統(tǒng)配備齊全時(shí)，要求整個(gè)系統(tǒng)的脫硫效率達(dá)到70%以上。
    (3)消除尾部煙氣的機(jī)械帶水，風(fēng)機(jī)無(wú)積灰，解決風(fēng)機(jī)因積灰而產(chǎn)生異常振動(dòng)的問(wèn)題。
    (4)利用原有塔體基礎(chǔ)、副筒和風(fēng)機(jī)等設(shè)施，降低系統(tǒng)改造的投資費(fèi)用。
    (5)盡可能利用海化集團(tuán)現(xiàn)有的廢堿資源，以廢治廢，降低運(yùn)行費(fèi)用。
    (6)重點(diǎn)考慮系統(tǒng)防腐問(wèn)題，確保塔使用壽命不低于6年。
2.2方案的確定
2.2.1除塵器類型選定
    方案要求只改造除塵器主體結(jié)構(gòu)類型，其他設(shè)施應(yīng)盡量保留。由于水膜除塵器存在缺陷，必須對(duì)其全面改造。考慮到目前濕式脫硫是最成熟的脫硫工藝，況且海化集團(tuán)擁有豐富的廢堿資源，以廢堿液作脫硫劑已獲成功，為選型提供了依據(jù)，因此我們決定選擇濕式除塵器。考慮到原水膜除塵器的空塔氣速、全塔壓降、塔高、液氣比等方面的綜合因素，我們選擇旋流板塔作為主體設(shè)備脫硫除塵器。因?yàn)樾�流板塔的空塔氣速�?.5~ 3.5m/s，屬于高速塔，根據(jù)計(jì)算，塔徑與原水膜除塵器基礎(chǔ)相吻合，原基礎(chǔ)完全不需要改造，可以節(jié)省大量的基建費(fèi)用。同時(shí)，中試結(jié)果表明，旋流板塔如果用3塊內(nèi)向型板進(jìn)行除塵脫硫，2塊外向型板進(jìn)行除霧，總壓降為900Pa左右，不影響原引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，并且，旋流板塔間距可以調(diào)節(jié)，能保證除塵器干段的長(zhǎng)度，防止機(jī)械帶水；另外，在液氣比為1的情況下，該裝置的脫硫能力達(dá)75 010以上，只要除塵脫硫水系統(tǒng)部分配備完善，向水系統(tǒng)中加入廢堿液，該裝置就能同時(shí)進(jìn)行煙氣的除塵和脫硫。所以該裝置具有潛在的脫硫能力，符合方案提出的目標(biāo)。
2.2.2除塵系統(tǒng)工藝配置
    由于塔體進(jìn)口段的煙溫在140～170℃之間，若進(jìn)口段不降溫，就無(wú)法對(duì)塔體內(nèi)部進(jìn)行襯膠或涂抹樹(shù)脂等防腐措施，同時(shí)旋流板葉片兩面的溫差過(guò)大易使葉片開(kāi)裂，加快葉片鋼板的腐蝕而縮短旋流板的使用壽命，所以，我們?cè)谖那鹄锍龎m器拆除后，設(shè)計(jì)了一個(gè)噴淋裝置，主要起降低煙溫和防止煙道積灰的作用，控制塔體進(jìn)口段煙溫在70～90℃。為了防止塔體內(nèi)出現(xiàn)瞬時(shí)高溫，在塔體進(jìn)口段設(shè)置一個(gè)溫控系統(tǒng)，利用熱電偶傳感器監(jiān)測(cè)塔體進(jìn)口段煙溫，以便在煙溫過(guò)高時(shí)改變進(jìn)口段的噴淋水量，控制該處煙溫在要求范圍之內(nèi)。
    為了控制尾部煙道內(nèi)的煙溫，消除原除塵系統(tǒng)存在的缺陷，我們對(duì)整個(gè)系統(tǒng)特別是在管路的接口和測(cè)孔處進(jìn)行保溫處理。同時(shí)在煙道進(jìn)口和每層塔板都預(yù)留了測(cè)孔，為獲取系統(tǒng)調(diào)試和正常運(yùn)行參數(shù)提供方便。
    為了防止系統(tǒng)因循環(huán)液的pH值過(guò)高或過(guò)低而產(chǎn)生亞硫酸鈣或硫酸鈣垢，設(shè)置了一套自動(dòng)加廢堿液的控制系統(tǒng)，利用pH值傳感器自動(dòng)監(jiān)測(cè)供液池內(nèi)吸收液的pH值。正常pH值應(yīng)為7~9。當(dāng)pH值超過(guò)此范圍時(shí)，廢堿液貯槽停止往調(diào)節(jié)池加液；當(dāng)pH值低于此范圍時(shí)，廢堿液貯槽自動(dòng)啟動(dòng)開(kāi)始加液。
    由于塔基、副筒、引風(fēng)機(jī)、排煙道和煙囪仍使用原有部分，大大降低了工程造價(jià)。改造后系統(tǒng)的工藝流程如圖1。
3、改造后除塵系統(tǒng)的運(yùn)行情況改造后的除塵系統(tǒng)于1999年5月正式運(yùn)行。1999年8月我們與當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門一起對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。
4、結(jié)語(yǔ)
    (1)改造后的除塵系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，系統(tǒng)阻力低，排放煙塵質(zhì)量濃度為252mg/m3，林格曼黑度小于1，均達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。除塵效率達(dá)98.88%，超過(guò)了廠方提出的97%要求。
    (2)用旋流板塔作除塵器和除霧器，基本解決了原系統(tǒng)存在的因機(jī)械帶水、風(fēng)機(jī)積灰而產(chǎn)生異常振動(dòng)和廠區(qū)出現(xiàn)的“灰雨”問(wèn)題，同時(shí)保持了塔的主體不變。塔體進(jìn)口段使用噴淋裝置，起到了對(duì)煙氣的冷凝降溫作用和對(duì)進(jìn)口段底部的清灰作用。
    (3)當(dāng)利用廢堿液作為循環(huán)液時(shí)，該裝置能實(shí)現(xiàn)除塵脫硫一體化的目標(biāo)，在液氣比為1的情況下，脫硫效率可達(dá)到75%。